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Kesselanlage mit zwei oder mehreren umlaufenden, druckmittelbetriebenen
Regenerativ-Luftvorwärmern Die Erfindung betrifft eine Fortentwicklung des Gegenstandes
des Hauptpatentes, und zwar in Anwendung auf Kesselanlagen mit zwei oder mehreren
umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmern, bei denen der Antrieb des Läufers durch
ein Druckmittel, vorzugsweise Hydrauliköl, erfolgt. Das wesentliche Merkmal des
Luftvorwärmers nach dem Hauptpatent besteht in der Verwendung eines langsam laufenden
Antriebsmotors, der den Läufer des Vorwärmers ohne Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes
unmittelbar, vorzugsweise mittels eines in einen Läuferzahnkranz eingreifenden Ritzels,
antreibt. Die Kesselanlage gemäß der Erfindung, bei der also zwei oder mehrere solcher
umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmer vorausgesetzt werden, ist durch eine gemeinsame
Druckmittelquelle gekennzeichnet, an die die einzelnen Antriebsmotoren angeschlossen
sind.
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Naheliegend war es zunächst, für jeden Luftvorwärmer ein gesondertes
Antriebsaggregat zu verwenden, das als in sich geschlossene Betriebseinheit von
den Antriebsaggregaten aller übrigen Luftvorwärmer unabhängig ist. Hierbei ist die
Abmessung jeder Ölpumpe durch die Abmessung des von ihr zu betreibenden Motors bestimmt.
Die
Verwendung einer gemeinsamen Druckmittelquelle für mehrere Antriebsmotoren bietet
aber wesentliche Vorteile, und zwar ergeben sie sich dann, wenn man die Antriebsmotoren
im Kreislauf des Druckmittels hintereinanderschaltet.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dar bei einer Kesselanlage mit zwei Luftvorwärmern; die Anlage arbeitet
mit Hydrauliköl.
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Die Ölpumpe P ist mit dem sie antreibenden Elektromotor M unmittelbar
gekuppelt. Dieser Motor M dient zugleich auch zum Antrieb eines Lüfters L, der gegebenenfalls
mit einer Reserveturbine zusammengebaut sein kann (im Hauptpatent näher erläutert).
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Die Pumpe P (hier eine Zahnradpumpe) entnimmt das Öl einem Ölvorrats-
und -sammelbehälter 0 und drückt es durch die Vorlaufleitung sowie durch die in
Reihe geschalteten Ölmotoren A und B hindurch, von denen der Rücklauf
wieder zu dem Behälter 0 führt.
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Als Sicherheitsventil dient ein Überströmventil S, das auf den im
Höchstfall zuzulassenden Druck, beispielsweise 30 atü, eingestellt ist. Parallel
zu diesem Überströmventil S ist ein Regelventil R geschaltet, mit dessen Hilfe es
möglich ist, bei geringeren Drücken, bei denen also das Sicherheitsventil S noch
nicht anspricht, doch wahlweise Öl aus der Vorlaufleitung abzulassen, so daß es
in die Rücklaufleitung und damit in den Ölbehälter 0 zurückfließen kann. Dieses
Regelventil R kann so eingestellt werden, daß unabhängig von der Drehzahl der Ölpumpe
P die angetriebenen Ölmotoren A und B die gewünschten Drehzahlen genau
einhalten. Mit Hilfe dieses Regelventils R ist es auch möglich, bei gleichbleibender
Drehzahl des Aggregates M, P wahlweise jede beliebige Drehzahl der Ölmotoren
A und B einzustellen.
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Da die beiden Ölmotoren A und B die gleiche Ölmenge
erhalten, sind ihre Drehzahlen einander gleich. Der Öldruck verteilt sich in diesem
System aber so, wie es sich aus der Belastung ergibt. Hat -beispielsweise der Antriebsmotor
A des ersten Luftvorwärmers eine größere Leistung abzugeben, so stellt sich der
dazu erforderliche Druck vor diesem Ölmotor von selbst ein. Der zweite Motor B arbeitet
dann mit dem seiner Leistung entsprechenden niedrigeren Druckgefälle.
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Der Anlaßvorgang für einen Luftvorwärmer spielt sich folgendermaßen
ab: Der als Kurzschlußläufer ausgelegte Elektromotor wird mit Druckknopfschaltung
eingeschaltet. Der Öldruck der Vorlaufleitung steigt dann in etwa 4 bis 8 s auf
etwa zo bis 15 atü an. Bei Erreichen dieses Druckes überwindet der Ölmotor A das
Anlaufdrehmoment und beginnt sich langsam zu drehen. Gleichzeitig damit steigt auch
der Drück in der vom Motor A zum Motor B weiterführenden Leitung,
so daß auch letzterer das Anlaufdrehmoment überwindet und sich gleichlaufend mit
dem ersteren zu drehen beginnt. Mit der gleichmäßig langsam steigenden Drehzahl
beider Ölmotoren sinkt der Druck in der Vorlaufleitung. Nach etwa 4o bis
50 s haben die Ölmotoren ihre volle Drehzahl erreicht, und der Druck in der
Vorlaufleitung ist auf etwa 0,5 atü abgesunken.. Mit diesem konstanten Druck
laufen die Luftvorwärmer im Dauerbetrieb weiter.
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. Im normalen Betriebszustand steht das Manometer, das den Öldruck
in der Vorlaufleitung anzeigt, völlig ruhig auf diesem Wert von etwa 0,5
atü. Nur bei auftretenden Störungen steigt das Manometer und zeigt damit eine Unregelmäßigkeit
des Betriebes an, beispielsweise dann, wenn bei Überlast der Kesselanlage ein Läufer
sich stärker verwirft, als es bei der Einstellung der Abdichtungen vorgesehen war.
Da der Läufer in diesem Fall an bestimmten Stellen des Gehäuses schleift, ergibt
sich eine erhöhte Kraftaufnahme, so daß der Druck dadurch nahezu bis auf etwa 2o
atü ansteigen kann, in Grenzfällen sogar bis auf 3o atü, d. h. bis auf den Wert,
bei dem das Sicherheitsventil S in Tätigkeit tritt.
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Wie schon dargelegt, steigt bei hintereinandergeschalteten Ölmotoren
in einem solchen Fall der Öldruck nur vor dem schwer gehenden Ölmotor, so daß dadurch
der erhöhte Kraftbedarf aufgebracht wird, ohne daß der Lauf des anderen Ölmotors
beeinflußt wird, denn die Drehzahlen beider Motoren bleiben ja unverändert einander
gleich. Aus diesem Grunde ist die Reihenschaltung in der Regel vorteilhafter als
eine Parallelschaltung. Bei Parallelschaltung müßte man die Ölpumpe zunächst einmal
für die doppelte Ölmenge auslegen. Der Druck in beiden Vorlaufleitungen wäre der
gleiche. Infolgedessen würde gerade derjenige Ölmotor, der die erhöhte Leistung
abzugeben hat, eine geringere Ölmenge durchlassen und damit eine geringere Leistung
abgeben. Er würde infolgedessen sehr schnell zum Stillstand kommen, während der
andere Ölmotor um so schneller läuft.
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Es kann nun mitunter. erforderlich sein, einen Ölmotor getrennt arbeiten
zu lassen, beispielsweise um in einem Störungsfall den gestörten Luftvorwärmer abschalten
zu können. Aus diesem Grunde sind die Ventile V1 bis V5 vorgesehen. Im normalen
Betriebsfall, d. h. bei Arbeiten beider Motoren A und B in Reihe,
sind die Ventile V1, V2 und V3 geöffnet, die Ventile V4 und V5 hingegen geschlossen.
Fällt der Motor A aus, so daß der Motor B allein weiterbetrieben werden
soll, so werden die Ventile V1, VZ und V5 geschlossen, während die Ventile V3 und
V4 geöffnet werden. Wenn umgekehrt der Motor B ausfällt und der Motor A allein Weiterbetrieben
werden soll, so werden die Ventile V3 und V4 geschlossen, während die Ventile V1,
V2 und V, geöffnet werden.
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Trotz der beschriebenen Vorteile der Reihenschaltung sind auch Fälle
denkbar, in denen eine Parallelschaltung der beiden Motoren A und
B erwünscht ist. Die normale Parallelschaltung dedarf hierbei keiner besonderen
Erläuterung. Es erhält dann jeder Motor einfach seine eigene Vor- und Rücklaufleitung
unter Einschaltung jeweils eines Ventils zwischen Ölmotor und Pumpe P. Es kann aber
auch die dargestellte, an sich für Reihenschaltung bestimmte Anordnung leicht für
die wahlweise Unischaltung auf. Parallelbetrieb abgewandelt werden, und zwar durch
Einbau des Ventils V6 (gestrichelt gezeichnet). In diesem Fall ist ein Parallelbetrieb
der beiden Motoren A und B möglich, indem man die Ventile V2 und V"
schließt, während die Ventile Z,
und V, sowie V3 und V4 geöffnet
werden. Auch hierbei ist ein Einzelbetrieb des Ölmotors A oder
B möglich, indem man bei geschlossenen Ventilen VZ und V5 entweder nur die
Ventile V1 und VE oder nur die Ventile V, und V4 öffnet.